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探讨数学理论为什么1+1=2(原创)
作者:任感恩
摘要:探讨数学理论为什么1+1=2,弄清楚1+1=2的原理、道理、哲理,不仅要知其然,而且还要知其所以然,简述该深刻内涵揭示的深入细致的数学真理,…。
关键词:1、数学理论为什么1+1=2,2、哲理整性质,3、哲理整小数4、广义整数,5、有限不循环小数,6、有限循环小数,7、最大分数单位1/2,8、小数单位,9、最大小数单位——0.5等等
1、数学理论为什么1+1=2(1+1=2的基本原理、道理、哲理是什么?):
纯粹数学理论上存在着缺陷与不足,那就是偶数能被2整除、奇数不能被2整除,换言之,纯粹数学在理论上根本无法承认和接受2是数学公理,因为奇数不能被2整除自身就是科学根据与铁的事实,偶数能被2整除、奇数不能被2整除,如此理论太绝对了,已经给纯粹数学的理论造成了不可思议,奇数不能被2整除、能不能以其他方式被2整除?值得深思、探讨、探索——不能还停留在偶数能被2整除、奇数不能被2整除玄学的理论水平上,要深化理论认识,…。
为什么1+1=2,本文回答既简单又深奥:偶数能被2整除,奇数不能被2整除却着实能被2哲理整除,奇数与偶数相反相成对立统一,1+1=2是数学首要公理,1+1=2蕴涵着深刻的对立统一规律,是啊!它真的既简单又深奥,它简单的表面上看似是小学生的基本知识,然而其道理深奥地不可思议、不可理喻、如此道理、哲理并非所有的人都能够理解与接受,更不是小学生能够理解的数学知识,...!
偶数能被2整除,奇数不能被2整除却着实能被2哲理整除,奇数与偶数不仅存在着对立性,而且还存在着共性和同一性,即异中之同,差异中的共性,…,
其一:奇数不能被2整除却着实能被2哲理整除就是指奇数与偶数的异中之同,差异中的共性与同一性,
其二:偶数能被2整除、奇数不能被2整除就是指奇数与偶数的差异性、排斥性、对立性,
因此说,奇数与偶数既有对立性又有同一性,奇数与偶数二者存在着相反相成、对立统一的辩证关系,它揭示着2是数学公理系统的首要公理,这是世界观的认识问题,有什么样的世界观就有什么样的认识论、方法论,如果玄学,无论如何都是无法理解、接受它,如此真理说不清、理还乱、但是它的庐山真面目就是如此,无法更改,古人云“不识庐山真面目、只缘身在此山中”,需要“跳出庐山看庐山”,要摆脱两千多年玄学的严重束缚,…。
为什么1+1=2不是指数论的“1+1”,为什么1+1=2?不仅要知其然还要知其所以然,…,绝对值1+1=2与数论的“1+1”既有差异又有联系,如果把素数2看作偶素数,那么数论的“1+1”是指大于等于6的偶数可表示为两个素数之和——歌德巴赫猜想,无需奇素数,本文素数就是指奇素数3,5,7,11,13,17,19,23,……,…,数论的“1+1”它是绝对值的特殊公理,数论的“1+1”与绝对值的1+1=2在数值逻辑公理系统中一脉相承,在绝对值1+1=2数值逻辑公理系统中蕴涵着数论的“1+1”,数论的“1+1”是数值逻辑公理系统偶环节上的特殊公理,换言之、数论的“1+1”也是数学公理(例如:6=3+3,8=3+5,10=3+7,12=5+7,14=3+11,16=5+11,18=3+15,……,无穷无尽)拥有客观存在性,并非被摘取下来才拥有真实性、摘取不下来就非真实性和非客观存在性,既不肯定也不否定模棱两可、这背离了数学(逻辑)排中律,…。
虽然哥德巴赫猜想数学命题没有被数学专家毕了、依然被人们研究着,但传统的素数“筛法”,此路不通已失去了昔日辉煌,…。
2、自然数与正整数、单位“1”与自然“1”:
1+1=2是科学抽象的、1+1=2以及正整数是相对于广义的单位“1”而言,单位“1”的含量绝对统一,1+1=2并非自然“1”的意义,事实上自然数与正整数既有差异又有联系,自然数是相对于自然“1”而言,正整数是相对于单位“1”而言,正整数是把自然数提升到了抽象的科学高度,由于自然数、时常因单位“1”不统一、“含金量”不一致,如果对自然数直接进行运算是有很大的局限性——有时正确、有时有偏差,我们人类是聪明智慧的,有了数学的广义的单位“1”、正整数,消除了自然数的局限性,…。
3、哲理整小数以及哲理整小数的双重性质(或哲理整分数和哲理整分数的双重性质):
小数0.5,1.5,2.5,3.5,4.5,5.5,6.5,......,的绝对值拥有相互矛盾的双重性质,其一是哲理整性质、其二是普通小数性质,哲理整性质是指小数0.5,1.5,2.5,3.5,4.5,5.5,6.5,......(注:它们的小数部分均为0.5,只涉及到0.5也可以、也足以)的绝对值比其他普通小数的绝对值整装、…、本文将它们的这一特性简称为哲理整性质(相对整),因为1/2是最大分数单位,则0.5是最大小数单位,因此0.5拥有哲理整性质,它地地道道、的的确确客观存在着,我们的认识迄今为止还未意识到,如此道理、哲理并非所有的人都能够理解接受,唯恐越看越不明白,令人意乱、劳神,...。
哲理整小数:本文将小数0.5,-0.5,1.5,-1.5,2.5,-2.5,3.5,-3.5,……,…和它们的哲理整性质(相对整)统称为哲理整小数,务必明确的说明,哲理整小数拥有相互矛盾的双重性质,其一是哲理整性质、其二是普通小数性质,…。
哲理整分数:本文将分数1/2,-1/2,3/2,-3/2,5/2,-5/2,7/2,-7/2……和它们的哲理整性质统称为哲理整分数,哲理整分数拥有相互矛盾的双重性质,其一是哲理整性质、其二是普通小数性质,…。
普通小数:不包含哲理整小数在内的小数简称为普通小数。
普通分数:不包含哲理整分数在内的分数简称为普通小数。
4、1/2和0.5哲理整性质的科学依据:
分数拥有分数单位,数学教科书应该明确指出1/2是最大分数单位,1/1不是最大分数单位、是整数分数,1/1=1依然体现整数性质、是一个特例,然而迄今为止还没有小数单位,数学需要向前发展提出小数单位、最大消暑单位,要明确指出最大小数单位是“0.5”,而且为奇数能被2哲理整除提供客观科学依据,才更符合数学的客观实际!单凭直觉,最大分数单位1/2和最大小数单位0.5还未体现出其真正数学意义,最大分数单位和最大小数单位在本质上体现哲理整性质才是其真正的数学意义,这是如何对待数学真理的重大认识问题,并非可有可无,可无必然是一个数学错误,1/2和0.5的哲理整性质是微小微妙、微乎其微的变化、微不足道的差异性,若不仔细认真观察很难被人们发现,形而上学排斥它、大多数人无法理解接受它,有理难辩啊,难!真的很难!不仅如此还会遭人讽刺、挖苦等等,…。
关于分数和小数:分数单位1/2,1/3,1/4,1/5,1//6,1/7,1/8,1/9,1/10,…对应下的小数应为小数单位,例如:1/2=0.5,1/3=0.333….,1/4=0.25,1/5=0.2,…,1/10=0.1等等,….。
哲理整性质的来龙去脉:在数值逻辑公理系统中,派生子集合,0.5,1.5,2.5,3.5,4.5,5.5,6.5,……,…从系统发展变化中分化出来,占据整数的位置充分地十足地体现其哲理整性质或者说体现其相对整性质,数值逻辑公理系统为其提供科学依据;最大分数单位1/2、最大小数单位0.5也为其提供科学依据,只有在数值逻辑公理系统中才能够发现0.5,1.5,2.5,3.5,4.5,5.5,6.5,……(1/2,3/2,5/2,7/2,9/2,11/2,13/2,……)拥有哲理整性质,单凭直觉无从谈起,单凭直觉只能看到最大分数单位和最大小数单位,…。
能被2整除的是偶数,…,整数0,1,-1,2,-2.,3,-3,4,-4,5,-5,……,…为偶数能被2整除提供科学依据举世公认,…。
为了便于理解接受也可以首先把0.5,-0.5,1.5,-1.5,2.5,-2.5,3.5,-3.5,……,…暂时将它们看作哲理整数(相对整数),哲理整数为奇数能被2哲理整除提供客观科学依据,哲理整数指小数0.5,-0.5,1.5,-1.5,2.5,-2.5,3.5,-3.5,……,…的绝对值比其他普通小数的绝对值整装——因为0.5是最大小数单位,与整数形成异中之同,差异中有共性,数学与哲学将这一特性简称为哲理整性质(相对整)——哲理整数(相对整),但是理解接受以后:绝对不能忘记了哲理整数拥有相互矛盾的双重性质,一是拥有普通小数性质、二是拥有哲理整性质,只承认它们的小数性质认识是片面的,只承认0.它们的哲理整性质认识是片面的,…。
事实上只有把哲理整数统称为哲理整小数体现双重性质才更确切、完整、正确,…。
5、有理数系数值逻辑公理系统(就不展开叙述了):
{[0~1]}1{[1~2]}3{[2~3]}5……,…(此结构式上下交错对应不能散开)
[0.1~1.5]}2{[1.5~2.5]}4{[2.5~3.5]}6……,…
第1环节:1∑{[0~1]}=∑{[0~1]},
第2环节:2∑{[0~1]}=∑{[0.5~1.5]},
第3环节:3∑{[0~1]}=∑{[1~2]},
第4环节:4∑{[0~1]}=∑{[1.5~2.5]},
第5环节:5∑{[0~1]}=∑{[2~3]},
第6环节:6∑{[0~1]}=∑{[2.5~3.5]},
……,…,
∑{[0~1]}意指0与1之间的基数之和,它是集合族、有无穷个子集合或有无穷个数组,其他依次类推,符号:意指派生子集合,很显然,在系统数值逻辑运算过程中,小数0.5,1.5,2.5,3.5,4.5,5.5,6.5,……从系统发展变化过程中产生分化出来,占据整数位置,充分体现其哲理整性质,即派生子集合,为奇数能被2哲理整除提供科学依据,蕴涵着完整的数值运算规律,数论、集论、算术三位一体、辩证统一,蕴涵着完整数学公理2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,……,…。
潜无限给数值逻辑奠定基础并给作科学指导,潜无限排斥实无限,…。
实无限只能给数理逻辑奠定基础,如何给数值逻辑作科学指导?实无限排斥潜无限,事实上互相排斥,…。
6、广义整数:
广义整数:将整数和哲理整小数统称为广义整数(将整数和哲理整分数统称为广义整数),…。
7、有限不循环小数:
有限不循环小数:为了便于理解,简言之,我们把无限不循环小数有限数字(小数点右边至少有两位或两位以上不循环数字)称之为有限不循环小数,例如:3.14,3.1415,3.141592,3.1415926,1.4142,1.41421356,2.17181938,……,有无限不循环小数必然存在着有限不循环小数,在数值逻辑中,有限不循环小数与潜无限不循环小数拥有替代无理数数值的巨大意义与作用;有限小数中的小数再如此细致地划分出有限不循环小数、有限不循环小数,才更切合实际,在数值逻辑公理系统中会发现:有限不循环小数拥有客观存在性,拥有无限不循环小数就必然存在着有限不循环小数,这的确是一个认识问题,有限不循环小数可表达为分数形式,因此有限不循环小数是有理数,同时还是超越无理数的有限形式,因此可替代无理数数值(无理数的近似值),只谈无限不循环小数(只谈无理数),不涉及到有限不循环小数是不行的,…。
尤其是有限不循环小数,在实质上拥有替代无理数数值的巨大意义与作用——此乃有限不循环小数的重要数学意义。
8、有限循环小数:
有限循环小数:为了便于理解,简言之,我们把无限循环小数有限个循环节(小数点右边至少有两个或两个以上数字循环节)称之为有限循环小数,如:0.1616,0.161616,0.666,0.666666,0.78787878,0.999999,……,有无限循环小数必然存在着有限循环小数,有限循环小数客拥有客观存在性,它可替代无限循环小的数值,…,这也是一个认识问题,有限循环小数可表达为分数形式,因此有限循环小数是有理数,…。
9、普通有限小数:
把小数点后边有一位数或两位数以内的小数简称为普通有限小数,例如:0.9,1.1,1.2,3.6,3.8,5.8,6.8,7.16,………,…。
10、总之、数学理论要有所突破、要有所进展:
数学(算术)需要向前发展有所突破:
(1)提出数学理论为什么1+1=2,
(2)明确指出1/2是最大分数单位,
(3)提出小数单位、最大小数单位、0.5是最大小数单位,
(4)将有限小数细致划分为:
a、哲理整小数:0.5,-0.5,1.5,-1.5,2.5,-2.5,3.5,-3.5,……,
b、普通有限小数,
c、有限不循环小数,
d、有限循环小数,
(5)有理数系数值逻辑公理系统,
(6)广义整数,
(7)哲理整分数:1/2,-1/2,3/2,-3/2,5/2,-5/2,7/2,-7/2,……,
(8)整数分数:把1/1,-1/1,2/1,-2/1,3/1,-3/1,4/1,-4/1,5/1,-5/1,6/1,-6/1,……统称为整数分数,拥有双重身份,…。
(9)双素数:例如6,10,14,22,26,34,38,……,其特征,能表示为两个等值素数之和,双素数星星点点揭示着哥德巴赫猜想拥有客观存在性,无法否定它,
(10)偶素数——2:2既是一个偶数又一个素数,把2简称为偶素数,
等等才更接近数学的实际情况,希望数学教师率先转变数学思维理念给以鼎力支持,…。
总之,依然还是把整数与分数统称为有理数,只不过是又将分数划分为哲理整分数、普通分数、还有整数分数,...,为什么1+1=2——是探索其原理、道理、哲理,一定要弄明白其中的原理、道理、哲理!…,再次说明,如此道理、哲理并非所有的人都能够理解接受,这是很正常的,且末当真、切莫较真,同时也说明一点本文为什么1+1=2的含义不同于1+1为什么等于2?,也未直接涉及到数论的“1+1”,…。
错字、多字、漏字、错误在所难免,本文作为数学学术最新观点,仅供参考、并不强加于人。
参考文献:
1、《辩证唯物主义和历史唯物主义原理》,中国人民大学出版社出版
2、《古今数学思想》(北京大学数学系数学史翻译组译)上海科学技术出版社出版,1981年7月。原作者:(美国数学家)M.克莱因著
3、《普通逻辑原理》,主编:吴家国,高等教育出版社出版,1992年9月
和谐的师生关系是有效教学的首要条件,也是优质课堂的重要条件之一,创设和谐的师生关系能够营造健康积极的教学环境,促进中职学生心理素质的健康发展。分层、分组、合作教学的目的在于有意识地发挥学生的内在潜能,提高学生的整体水平。班级中的优等生从小接受了过多表扬,抗挫折能力差,学习上的一点点困难就会导致他们产生心理落差,无法超越自我。“差等生”学习自信心严重不足,对学习自暴自弃、听之任之,学习态度不端正,心理上对老师抵触情绪较多。教师要分析每个学生的心理特点,帮助学生找出解决办法,采取多种方法和学生进行沟通,建立相互信任的师生关系,为分层、分组和合作教学打下良好的基础。
2.立足生本,针对不同学生进行分层备课
中职机电教学大纲中的教学目标设置针对的是学生的总体情况,对教师来说,要想进行分层教学,首先就要针对不同层次的学生设定不同的教学目标。在设计好整体教学目标的基础上,必须设定至少针对三个层次学生的教学目标:对于优等生要加大教学问题的灵活性,最大限度地调动这部分学生的创新能力;对于中等生要在熟练掌握基础知识的层次上,适当增加题目的灵活度,促进这部分学生理解和思维能力的发展;对于“差等生”,要求掌握基础知识,问题相应简单,掌握基本的思维方法和解题思路即可。
3.将分层与分组结合,让学生合作学习
分层教学是整个教学环节的重中之重,分层教学的意义也在分层授课中得到集中体现。课堂问题的设置、课上巩固练习的习题设计都要围绕“分层”进行。每节课中的例题是概念的典型应用,教师应该在充分备课的基础上重新设计例题,有些例题讲解清楚明白就好,有些例题要加以引申,以激发学生的创造性思维。教师可采用小组合作学习的模式,在每个小组中分配优、中、差三个层次的学生,在进行小组学习讨论时,可以互帮互带,共同提高。课堂巩固中分层习题的设计,担负着对不同层次学生进行巩固提高的目的,因此教师要针对不同学生布置不同的练习题,以避免有些学生早早做完没事可干,有些学生想了半天仍然一头雾水、毫无思路的情况。如教学“液压传动”时,针对不同学生进行这样的教学设计:针对c层学生,从列举生活中的传动实例入手,先让学生利用小组合作举出例子,进而让学生自学液压传动的发展概况,最后连同a层、b层学生共同讲解液压传动的基础原理。针对b层学生,则从解析液压传动的发展概况入手,随即让学生通过小组合作学习液压传动的基础理论,最后举出应用实例。而针对a层学生,则要注重发挥他们在课堂上的领头作用,在学习方面,让他们先通过小组合作了解液压传动的基础理论,继而了解发展概况,将总结出来的知识抽象为几个方面,在纸上一一列举,最后让a组学生分别参与到b组和c组的合作学习中,承担部分教师的职责,帮助b组和c组学生解决遇到的问题。
在课堂最后,由教师列举液压传动的实例、发展概况和基础理论,让学生将教师演示的与自己所学的相对照,检验有哪些知识是自己通过学习得出的结论,哪些是通过小组合作或教师讲解得到的,由此发现自己的弱项,教师做最后总结,对各组学习进行评价。对于课后练习我们可以设计多个问题,要求优等生全部做完,中等生做其中大部分,“差等生”只做基础题。这样,既满足了优等生的提高需求,又保护了“差等生”的学习积极性。通过分层练习题的设计,让每个层次学生的学习成果得以检查、巩固、反馈,使每个层次的学生都得到补偿性练习的机会,从而达成课前预设的分层教学目标。
4.分层评价,帮助学生树立信心
随着社会、经济、科技的高速发展,数学的应用越来越广,地位越来越高,作用越来越大。不仅如此,数学教育的实践和历史还表明,数学作为一种文化,对人的全面素质的提高具有巨大的影响。因此,提高基础教育中的数学教学质量,就显得尤为重要。可目前由于受“应试教育”的影响,数学教学中违背教育规律的现象和做法时有发生,为此更新数学教学思想、完善数学教学方法就显得更加迫切。在数学教学中,开展学法指导,正是改革数学教学的一个突破口。
一
对数学教学如何实施数学学习方法的指导,人们进行了许多有益的探索和实验。首先是通过观察、调查,归纳总结了中学生数学学习中存在的问题,如“学习懒散,不肯动脑;不订计划,惯性运转;忽视预习,坐等上课;不会听课,事倍功半;死记硬背,机械模仿;不懂不问,一知半解;不重基础,好高骛远;赶做作业,不会自学;不重总结,轻视复习”[1]等等。针对这些问题,提出了相应的数学学法指导的途径和方法,如数学全程渗透式(将学法指导渗透于制订计划、课前预习、课堂学习、课后复习、独立作业、学结、课外学习等各个学习环节之中)[2];建立数学学习常规(课堂常规———情境美,参与高,求卓越,求效率;课后常规———认真读书,整理笔记,深思熟虑,勇于质疑;作业常规———先复习,后作业,字迹清楚,表述规范,计算正确,填好《作业检测表》,重做错题)[3]等等。诚然,这对于端正学习态度、养成学习习惯、提高学业成绩、优化学习品质,采劝对症下药”的策略,开展对学习常规的指导,无疑会收到较好的效果。但是,数学学习方法的指导,决不能忽视数学所特有的学习方法的指导。可以说,这才是数学学法指导之内核和要害。也就是说,数学学法指导应该着重指导学生学会理解数学知识、学会解决数学问题、学会数学地思维、学会数学交流、学会用数学解决实际问题等。有鉴于此,笔者主要从“数学”、“数学学习”出发,来阐释数学学习方法,论述数学学法指导。
二
从数学的角度出发,就是要考察数学的特点。关于数学的特点,虽仍有争议,但传统或者说比较科学的提法仍是3条:高度的抽象性、逻辑的严谨性和应用的广泛性。
1.数学研究的对象本来是现实的,但由于数学仅从空间形式与数量关系方面来反映客观现实,所以数学是逐级抽象的产物。比如三角形形状的实物模型随处可见,多种多样,名目繁多,但数学中的“三角形”却是一种抽象的思维形式(概念),撇开了人们常见的各种三角形形状实物的诸多性质(如天然属性、物理性质等)。因此,学习数学首当其冲的是要学习抽象。而抽象又离不开概括,也离不开比较和分类,可以说比较、分类、概括是抽象的基础和前提。比如,要从已经过抽象得出的物体运动速度v=v0+at、产品的成本m=m0+at、金属加热引起的长度变化l=l0+at中再次抽象出一次函数f(x)=ax+b,显然要经过比较(它们的异同)和概括(它们的共同特征)。根据数学高度抽象性的特点,数学学法指导要强调比较、分类、概括、抽象等思维方法的指导。
2.数学结论的可靠性有其严格的要求,观察和实验不能作为论证的依据和方法,而是要经过逻辑推理(表现为证明或计算),方能得以承认。比如,“三角形内角和为180°”这个结论,通过测量的方法是不能确立的,唯有在欧氏几何体系中经过数学证明才能肯定其正确性(确定性)。在数学中,只有通过逻辑证明和符合逻辑的计算而得到的结论,才是可靠的。事实上,任何数学研究都离不开证明和计算,证明和计算是极其主要的数学活动,而通常所说的“数学思想方法往往是数学中证明和计算的方法。探求数学问题的解法也就是寻找相应的证明或计算的具体方法。从这一点上来说,证明或计算是任何一种数学思想方法的组成部分,又是任何一种数学思想方法的目标和表述形式”[4]。又由于证明和计算主要依靠的是归纳与演绎、分析与综合,所以根据数学逻辑的严谨性特点,数学学法指导要重视归纳法、演绎法、分析法、综合法的指导。
3.由于任何客观对象都有其空间形式和数量关系,因而从理论上说以空间形式与数量关系为研究对象的数学可以应用于客观世界的一切领域,即可谓宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之变、生物之谜、日用之繁,无处不用数学。应用数学解决问题,不但首先要提出问题,并用明确的语言加以表述,而且要建立数学模型,还要对数学模型进行数学推导和论证,对数学结果进行检验和评价。也就是说,数学之应用,它不仅表现为一种工具,一种语言,而且是一种方法,是一种思维模式。根据数学应用的广泛性特点,数学学法指导还要指导学生建立和操作数学模型,以及进行检验和评价。
三
从数学学习的角度出发,就是要通过对数学学习过程的考察,引申出数学学法指导的内容和策略。关于数学学习的过程,比较新颖的观点是:“在原有行为结构与认知结构的基础上,或是将环境对象纳入其间(同化),或是因环境作用而引起原有结构的改变(顺应),于是形成新的行为结构与认知结构,如此不断往复,直到达成相对的适应性平衡”[5]。通过对这一认识的分析和理解,就数学学法指导而言,可概括出以下3点:
1.行为结构既是学习新知的目的和结果,又是学习新知的基础,因而在数学教学中亦需注重外部行为结构形成的指导。由于这种外部行为主要包括外部实物操作和外部符号(主要是语言)活动,所以在数学学法指导中,一要重视学具的操作(可要求学生尽可能多地制作学具,操作学具);二要重视学生的言语表达(给学生尽可能多地提供言语交流的机会,可以是教师与学生间的交流,也可以是学生与学生之间的交流)。
2.认知结构同样既是学习新知的目的和结果,也是学习新知的基础,故而数学教学要加强数学认知结构形成的指导。所谓数学认知结构,是指学生头脑中的知识结构按自己的理解深度、广度,结合自己的感觉、知觉、记忆、思维等认知特点,组合成的一个具有内部规律的整体结构。因此,对于学生形成数学认知结构的指导,关键在于不断地提高所呈现的数学知识和经验的结构化程度。在数学学法指导中,须注意如下几点:①加强数学知识间联系的教学。无论是新知识的引入和理解,还是巩固和应用,尤其是知识的复习和整理,都要从知识间的联系出发。②重视数学思想的挖掘和渗透。由于数学思想是对数学的本质的认识,因而数学思想是数学知识结构建立的基础。常见的数学思想有:符号思想、对应思想、数形结合思想、归纳思想、公理化思想、模型化思想等等。③注重数学方法的明晰教学。数学方法作为解决问题的手段,是建立数学知识结构的桥梁。常见的数学方法有:化归法、构造法、参数法、变换法、换元法、配方法、反证法、数学归纳法等。
3.在原有行为结构与认知结构的基础上,无论是通过同化,还是通过顺应来获得新知,必须是在一种学习机制的作用下方能实现。而这种学习机
制主要就是对学习新知过程的监控和调节,即所谓的元学习。实质上,能否会学,关键就在于这种学习是否建立起来。于是,元学习的指导又成为数学方法指导的重要内容。为此,在数学学法指导中,需要注意:①要传授程序性知识和情境性知识。程序性知识即是对数学活动方式的概括,如遇到一个数学证明题该先干什么,后干什么,再干什么,就是所谓的程序性知识。情境性知识即是对具体数学理论或技能的应用背景和条件的概括,如掌握换元法的具体步骤,获得换元技能,懂得在什么条件下应用换元法更有效,就是一种情境性知识。②尽可能让学生了解影响数学学习(数学认知)的各种因素。比如,学习材料的呈现方式是文字的、字母的,还是图形的;学习任务是计算、证明,还是解决问题,等等。这些学习材料和学习任务方面的因素,都对数学学习产生影响。③要充分揭示数学思维的过程。比如,揭示知识的形成过程、思路的产生过程、尝试探索过程和偏差纠正过程。④帮助学生进行自我诊断,明确其自身数学学习的特征。比如:有的学生擅长代数,而认知几何较差;有的学生记忆力较强而理解力较弱;还有的学生口头表达不如书面表达等。⑤指导学生对学习活动进行评价。如评价问题理解的正确性、学习计划的可行性、解题程序的简捷性、解题方法的有效性等诸多方面。⑥帮助学生形成自我监控的意识。如监控认知方向意识、认知过程意识和调节认知策略意识等等。
四
根据数学内容的性质,数学教学一般可分为概念教学、命题(主要有定理、公式、法则、性质)教学、例题教学、习题教学、总结与复习等5类。相应地,数学学法指导的实施亦需分别落实到这5类教学之中。这里仅就例题教学中如何实施数学学法指导谈谈自己的认识。
1.根据学生的学情安排例题。如前所述,学习新知必须建立在已有的基础之上,从内容上讲,这个基础既包括知识基础,又包括认知水平和认知能力,还包括学习兴趣、认知意识,乃至学习态度等有关学习动力系统方面的准备。因此,无论是选配例题,还是安排例题,都要考虑到学生的学习情况,尤其是要考虑激发学生认知兴趣和认知需求的原则(称之为动机原则)。在例题选配和安排中,可采取增、删、调的策略,力求既突出重点,又符合学生的学情。所谓增,即根据学生的认知缺陷增补铺垫性例题,或者为突破某个难点增加过渡性例题。所谓删,即根据学生情况,删去比较简单的例题或要求过高的难题。所谓调,即根据学生的实际水平,将后面的例题调至前面先教,或者将前面的例题调到后面后教。
2.根据学习目标和任务精选例题。例题的作用是多方面的,最基本的莫过于理解知识,应用知识,巩固知识;莫过于训练数学技能,培养数学能力,发展数学观念。为发挥例题的这些基本作用,就要根据学习目标和任务选配例题。具体的策略是:增、删、并。这里的增,即为突出某个知识点、某项数学技能、某种数学能力等重点内容而增补强化性例题,或者根据联系社会发展的需要,增加补充性例题。这里的删,即指删去那些作用不大或者过时的例题。所谓并,即为突出某项内容把单元内前后的几个例题合并为一个例题,或者为突出知识间的联系打破单元界限而把不同内容的例题综合在一起。
3.根据解题的心理过程设计例题教学程序。按照波利亚的解题理论,一般把解题过程分为弄清问题、拟定计划、实现计划、回顾等4个阶段。这是针对解题过程本身而言的。但就解题教学来说,还应当增加一个步骤,也是首要环节,即要使学生“进入问题情境”,让学生产生一种认知的需要。对于“进入问题情境”环节,要求教师用简短的语言,在承上启下中,提出学习目标,明确学习任务,激起认知冲突。而对其余4个环节,教师的行为可按波利亚的“怎样解题表”中的要求去构思。一般教师和学生都能够注意做到做好前3个环节,却容易忽视“回顾”环节。
严格说来,回顾环节对解题能力的提高,对例题教学目的的实现起着不可替代的作用。对回顾环节来讲,除波利亚提出的几条以外,更为主要的是对解题方法的概括和反思,并使其能迁移到其它问题的解决之中。
4.根据数学方法指导的目的和内容适度调整例题。通常,人们根据问题的条件(A)、解决的过程(B)及问题的结论(C)的情况把数学题划分为标准题和非标准题两大类:如果条件和结论都明确,学生也熟知解题过程(即A、B、C三要素全已知),这种题为标准题(记为ABC);A、B、C三要素中缺少一个或两个要素的题则为非标准题。如果分别用X、Y、Z表示对应于A、B、C的未知成分,则非标准题的题型(计6种)可表示为:ABZ,AYC,XBC,AYZ,XBZ,XYC。数学教材中的例题大多数是ABC型和ABZ型,有部分的AYC型和极少数的AYZ型。由于数学学法指导的一项重要任务是教学生会抽象、概括、归纳、演绎,会数学地思考和交流,会分析问题和解决问题,因而例题教学要特别注重教材中缺少的几种类型题的教学。其中最为重要的是“开放性题”(ABZ型和AYZ型例题中,Z不唯一)和“数学问题解决”中所指出的“数学应用题”(AYC型及AYZ型中所涉及的主题是数学以外的内容)。对于“开放性题”,由于它的结论不唯一,对培养学生数学思维有着至关重要的作用。对于“数学应用题”,则由于它的解决要用数学模型法,因而对培养学生运用分析问题和解决问题的方法是十分重要的。从数学学法指导的角度来说,适度调整例题很有必要。调整的策略有二:一是改,即将已有的题型变换为别的题型;二是增,即增加与知识点有关的“开放性题”和“数学应用题”。
数学课堂上创设情境,有利于激发学生的学习兴趣、激活学生的思维,有利于突出知识的发生过程,“掐头去尾烧中断”的教学正在逐渐减少,创设数学情境正受到越来越多教师重视,但在实际教学过程中也有不尽如人意的地方,因此,避免数学课程改革的新误区,落实务实高效的课堂教学是当务之急.
7.1走出情境创设误区,避免两个极端
极端一认为教学不需要情境.我国的基础教育课程改革正在如火如茶地展开,但是传统教育观念根深蒂固,受教育评价制度,高考指挥棒,以及家长对孩子学习成绩的迫切要求的影响,有的教师重新又回到应试教育的现实中去了.有的教师只把教学情境当作点缀,作为课堂教学的摆设,在教学活动中谈的是探究教学,但操作的是应试教学,备的是启发式教学,上的是灌输式教学,出现了一种课改的扭曲现象.极端二认为无情境不教学.在新一轮课改中,有的教师由于对情境创设的认识上的偏差,认为情境创设每节课都需要,提出无情境不教学.教学的各环节都精雕细琢,每一个问题都力求有新意,每一个教学步骤都希望有出其不意的效果,结果不顾教学内容,不讲实效,教学为了情境而情境,在课堂上不同程度出现了赶时髦的现象,使情境创设走向了形式化趋向.表现为:(l)情境创设过分依赖多媒体,一切以多媒体为中心,追求课件的“花哨”,结果让学生视觉疲劳,眼花缭乱,学生长期处于各种图画的诱惑下,习惯了感官刺激而懒于思考甚至变得不会思考,同时也削弱了情境应有的作用,忽略了对知识的掌握.(2)课堂小组合作学习表现为无价值的讨论,闪电式的讨论和目标不明确的讨论.一些小组合作表面上是学生全员参与,而实际是一盘散沙,纯粹为合作而合作.这些合作学习,看似把学生作为学习的主体,实际上学生己成为教师操纵的木偶.这样的情境不是从学生的发展需要出发,不能促进学生认知的深化,更谈不上情境创设的实效.(3)有的教师以频繁、思维含量低的提问代替情境创设,提问由于缺少精心设计而不能激发学生的思维,升华学生的思维能力.(4)有的智力游戏、知识竞赛等活动与课堂内容毫不相关,由于一味追求课堂的趣味性,完全变成了活跃课堂气氛的工具,教学内容的外包装,其实质是忽视了学生的认知点,忽视了学科性,也忽视了对学生双基的培养和训练.这些不良倾向如不加以纠正,新课程理念的落实将成为一句空话.
7.2投身课程改革,切实转变教学观念
数学情境的创设方法很多,如何更好地结合数学教学的特点,针对各种课型,各知识块创设更有效的教学情境,如何增加情境化的教学内容的知识承载量,如何在课堂教学中妥善安排各种教学情境的主次地位,培养学生的创新思维,如何将情境教学与其它教学方式有机融合,如何梳理数学情境资源,需要我们不断的探索、总结和自身知识的不断丰富,需要我们对生活的热爱和对教育事业的热情.教师必须转变陈旧、落后的教育观念,树立符合新课程改革需要的新理念,具备新课程实施所需要的新技能,优化数学教学课堂,优化学生认知结构,由只重视知识的传授与各种能力的单项训练转向注重学生的全面发展.
7.3情境的创设与情境的展现都不能脱离教学实际
课堂教学要着眼于学生实际和教学实际,要考虑到因材施教的原则.情境的创设与情境的展现是统一的,创设是展现的基础,展现是创设的目的.它们是同一过程在不同阶段的具体表现.如果不考虑展现只是盲目的去创设,那自然会违背教育原则和数学教学的特点.教学是一门艺术,它更是一门科学.教师要依教材内容、难易程度、学生接受水平以及教材前后的关联而选用创设情境方式.创设情境应有利于教师“搭桥”,学生“过桥”,符合学生认知结构.如关于对称的学习,在小学、初中和高中都有相关的内容,但学习时侧重点显然应有所不同.但是,在实际教学中,教师们几乎都采用了相同的方法,利用多媒体技术在大屏幕上呈现形形的对称图形让学生观察.不同阶段的学生对于对称的认识和体验是不同的,是不是都必须呈现大量图形或进行演示,学生刁‘能够理解对称的含义和不同对称的特点呢?如果要演示,应该演示什么?要达到什么目的?这些问题应该在创设情境时都需要考虑.小学生的动手能力强,发言踊跃,如果对他们讲对称图形,与其在大屏幕上反复呈现各种对称图形,还不如让他们自己举例或动手折叠,那样获得的体验可能比仅观看大屏幕要深刻得多.初中生学习对称,对轴对称和中心对称特点理解还很不到位,如果教师在呈现很多对称图形的同时,能动态演示不同对称的翻转或旋转过程,将对学生加深对不同对称特点的理解有很大帮助,在高中函数的奇偶性教学时,教师如果再对学生直观演示大量对称图形,或让学生动手折叠,这对他们而言就没有多大意义了.此时学生的抽象思维能力己经达到了一定水平,他们不需要借助多媒体观察对称图形,也不需要动手折叠,就已经完全可以理解不同对称的含义和特点了.过多的、缺少挑战性的生活情境问题反而不能激发学生的求知欲望数学发展史表明,数学一方面来自外部,即现实社会发展的需要,另一方面源于内部,即数学自身发展的需要,如果把情境创设片面理解为情境的生活化,一味追求数学与生活的联系,而使数学淡化,那将是对数学情境教学的一大误解.有些已经解决过的数学问题完全可以看着新问题的一个情境,而不应该让情境生活化的思想框住自己的手脚,使情境创设僵化.
7.4教材应为教师创设情境提供丰富的素材
随着课程改革进程的加快,在数学课堂教学中创设数学情境,正得到不断地充实和完善,它的效果也在不断地呈现出来.但是,教师因为时间、精力、经验的不足,理解的偏差,在新课程数学教学中,对情境创设的探索与实践还不够充分,还有很多值得研究的地方,要创设一个恰当情境并非易事.因此,有关专家在教材编写时,如果能为教师配备可供灵活选择的情境素材,如课件、教具模型、背景知识等,供一线教师教学时参考,这样将便于教师创设情境,推动情境教学的健康发展
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预习就使学生在老师讲课之前独立地自学新课的内容,做到初步理解并为上课做好知识准备和心理准备。学会预习是尽快适应高中学习的关键一步,是高一新生对新知识的理解和运用,提高学习效率。
﹙一﹚明确意义是学会预习的前提
学会预习是现代高一新生的基本素质,预习意义在于:
1、培养良好的学习习惯。学会自觉学习,掌握自学的方法,为以后的学习打下基础。
2、预习有助于了解新课的知识点、难点,为上课扫除部分只是障碍。
3、有助于提高听课效果。预习时不懂的或模糊的问题,上课老师讲解这部分知识的时候,容易将问题搞懂,真正达到预习的目的。
﹙二﹚“读、划、写、查”是预习的基本方法
1、“读”——先将教材精读一遍,以领会教材大意。然后根据学科特点,在反复细读,如:数学概念、规律、例题等逐条阅读。
2、“划”——即划大意、划重点。将一节内容的重点、规律、概念等划下来分别标上记号,以帮助上课听讲时记忆。
3、“写”——即将自己的看法或体会写在书边。
4、“查”——即自我检查预习的效果。合上书本思考刚才看的内容,哪些一看懂,哪些模糊不懂和做课后习题,检查预习的效果。
二、记好笔记是学好数学的环节
学好高一数学在学习方法上要有所转变和改进,而做好数学笔记无疑是非常有效的环节。善于做笔记,是一个学生善于学习的反映,为此数学笔记应该记一些:
1、记疑难问题。将课堂上未听懂的问题及时记下来,便于课后请同学或老师把问题弄懂,不会导致知识断层。
2、记思路方法。对老师在课堂上介绍的解题思路方法和分析思想及时记下来。课后加以消化,如有疑问课后及时问老师或同学。
3、记归纳总结。记下老师的课堂小结,这对于浓缩一堂课知识点的来龙去脉,使学生容易掌握本堂课各知识点的联系便于记忆。
4、记错误反思。学习过程中不可避免的犯这样或那样的错误,“聪明人不犯或少犯同样的错误”,记下自己所犯的错误,并用红笔加以标注,以警示自己避免再犯类似的错误,在反思中提高。
三、做好作业是学好数学的反馈
做好数学作业是学生对书本知识的运用和巩固。在课堂、课外练习中培养良好的作业习惯也很有必要.在作业中不但做得整齐、清洁,培养一种美感,还要有条理,这是培养逻辑能力的一条有效途径,必须独立完成。同时可以培养一种独立思考和解题正确的责任感。在作业时要提倡效率,应该十分钟完成的作业,不拖到半小时完成,拖泥带水的作业习惯使思维松散、精力不集中,这对培养数学能力是有害而无益的。抓数学学习习惯必须从高一年级主动抓起,无论从年龄增长的心理特征上讲,还是从学习的不同阶段的要求上讲都应该进行学习习惯的培养。
四、给高一新生的建议
高一教材知识量明显增大,理论性明显增强,高中学习对理解要求很高,不动一番脑子,就难以掌握知识间的内在联系与区别;综合性明显加强,往往解决一个问题,还得应用其它学科的知识;系统性明显增强,高一教材的知识结构化升级;能力要求明显提高。
进了高中以后,要在学习上制定一个目标,使自己目标明确鼓舞斗志,有目标才有动力;学习上要循序渐进,做什么做多少、先做啥、后做啥、用什么办法采取什么措施都要认真想好。学习上一定要注意:
1、先预习后上课,先复习后作业;上课专心听讲课后认真复习;定期整理听课笔记,不断提高自己的自学能力。要科学安排好时间,选择最佳学习时间和方法,合理分配时间注意劳逸结合,交替用脑,做到科学性、计划性、合理性和严格性。
2、要养成专心致志的学习习惯,学习时集中了注意力,就能使神经细胞“全力以赴”,使学习的内容留下明显的痕迹,就能加深记忆。还要养成自我整理知识的习惯,对所学知识进行综合、提炼的过程,可以加深对知识的理解,巩固所学知识
3、要在预习、听课、记笔记、作业、复习,课外学习中通过各种途径提高自己的思维力、观察力、阅读力、记忆力、想象力和创造力等。特别是对每学一个知识后对自己的认知进行再认知,多问几个“为什么”,从而对所学知识了解更加深透。
生活中无处不存在数学,学好高一数学对以后的学习起着重要作用。高一数学是学习的一个艰苦的磨炼,经过了预习、听课、记笔记、作业、复习的过程,就会打开高一数学的学习思维。只有同学们养成良好的学习习惯,勤奋的学习态度,科学的学习方法,充分发挥自身的主体作用,不仅学会,而且会学,才能达到事半功倍之效,进一步学好高一数学。
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